Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuordnung einer Steckplatznummer und von Konfigurierungsdaten zu einer Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine diesbezügliche Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Sicherheitsrelevante Bahnbetriebsprozesse betreffen insbesondere die Ansteuerung von Feldelementen, beispielsweise Weichen und Signale. Dazu dienen Stellwerkselemente, die mit feldelementspezifischen Baugruppen bestückt werden. Die Nummer des Steckplatzes, d. h. die Steckplatzkodierung der Baugruppe muss eindeutig sein, damit sichergestellt ist, dass die gesteckte Baugruppe zu dem anzusteuernden Feldelement und den Konfigurierungsdaten passt. Die Steckplatznummer und die Konfigurierungsdaten müssen daher signaltechnisch sicher der entsprechenden Baugruppe zugeordnet werden.
Bisher wird die Nummer des Steckplatzes durch mindestens zwei voneinander unabhängigen Kodierschaltern eingestellt. Nachteilig bei diesen Kodierschaltern ist vor allem deren erheblicher Hardwareaufwand, verbunden mit mechanischer Empfindlichkeit.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art anzugeben, die sich durch geringeren Hardwareaufwand auszeichnen, wobei die Steckplatzkodierung und die Konfigurierung die Sicherheitsanforderungsstufe SIL 4 nach CENELEC erfüllen.
Die Aufgabe wird verfahrensgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und vorrichtungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 gelöst. Durch das Einschreiben der Steckplatznummer und der Konfigurierungsdaten zusammen mit einem Sicherungsanhang in einen nichtflüchtigen Speicher ist eine sehr hohe Sicherheit bezüglich der Korrektheit der Steckplatznummer und der Konfigurierungsdaten und damit der entsprechenden Auswirkungen auf den sicherheitsrelevanten Bahnbetriebsprozess gegeben. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bekannten Kodierschalter besteht darin, dass neben der Steckplatznummer und den Konfigurierungsdaten Teilnehmernummern und gegebenenfalls weitere Daten, beispielsweise Stromfensterdaten, gespeichert werden können. Darüber hinaus ist bei mechanischer Unempfindlichkeit und geringem Volumen des Speichermoduls nur minimaler Hardwareaufwand erforderlich. Der Datensatz, bestehend aus Steckplatznummer, Konfigurierungsdaten, Teilnehmernummer und gegebenenfalls Stromfensterdaten sowie Sicherungsanhang, lässt sich über eine serielle I2C Schnittstelle sehr einfach und mit besonders geringem Aufwand in den nichtflüchtigen Speicher einlesen. Da üblicherweise mehrere Komponenten parallel an einem I2C-Bus hängen, ist es nötig, auch die Teilnehmernummer zu speichern. Der I2C-Bus ist ein sehr häufig eingesetzter 2-Draht-Bus und wurde speziell für die Kommunikation zwischen einzelnen Komponenten innerhalb eines Gerätes entwickelt. Vorteilhafterweise wird auch zwischen dem Speicher und der Baugruppe ein I2C-Bus eingesetzt, wobei die Baugruppe den Datensatz zweikanalig mittels des Sicherungsanhanges auf Datenintegrität überprüft.
Vorzugsweise ist der Sicherungsanhang gemäß Anspruch 3 als MD4-Signatur (Message Digest) ausgebildet. Durch die kryptografische MD4-Funktion wird der Eingabedatensatz in einen kurzen Wert fester Länge, den Hashwert, umgewandelt. Bei diesem Algorithmus verändern sich Variablen mittels nichtlinearer Transformationen anhand der Eingabedaten, d. h. des auf Datenintegrität zu prüfenden Datensatzes, und bilden dadurch einen eindeutigen Hashwert. Bei einer guten Hashfunktion gibt es kaum zwei Datensätze, die denselben Hashwert besitzen. Weiterhin beeinflussen geringe Änderungen des Eingabedatensatzes bei einer guten Hashfunktion den Hashwert sehr stark. Bei dem MD4-Algorithmus sind vier Variablen vorgesehen, die in drei Runden in die Berechnung des Hashwertes eingehen. Um noch größere Sicherheit hinsichtlich des Nachweises der Datenintegrität zu erreichen, kann auch eine höhere Version des MD-Algorithmus, beispielsweise MD5 eingesetzt werden. Es können auch andere Verfahren zur Sicherung genutzt werden, beispielsweise CRC16 oder CRC32. Der Sicherungsanhang wird über den gesamten Datensatz gebildet.
Als nichtflüchtiger Speicher wird gemäß Anspruch 4 vorzugsweise ein EEPROM (electrically erasable programmable read only memory) eingesetzt. Dieser Festwertspeicher zeichnet sich dadurch aus, dass der Programmiervorgang und auch der Löschvorgang sehr einfach mittels eines Computers oder eines Peripheriegerätes möglich sind. Auch andere nichtflüchtige Speicher können eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer figürlichen Darstellung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Architekturspezifikation einer Steckplatzkodierung und eine Zuordnung von Konfigurierungsdaten.
Die Steckplatzkodierung und die Zuordnung von Konfigurierungsdaten für eine Baugruppe 1 erfolgt mittels eines EEPROM 2, auf dem eine zugeordnete Steckplatznummer 3a und Konfigurierungsdaten 3b, eine Teilnehmernummer 4 und eine MD4-Signatur 5 und gegebenenfalls weitere Daten, beispielsweise Stromfensterdaten, gespeichert sind. Der Datensatz für das EEPROM 2 wird über eine I2C-Schnittstelle 6 geladen. Weiterhin ist das EEPROM 2 mit einer Stromversorgung 7 und einem seriellen I2C-Bus 8 verbunden. Über den I2C-Bus 8 liest die Baugruppe 1 den Datensatz und überprüft diesen zweikanalig anhand der MD4-Signatur auf Datenintegrität. Danach wird der Datensatz ohne MD4-Signatur an die Abbildspeicher eines zweikanaligen Mikro-Controllers 9 weitergeleitet. Da die Steckplatznummer 3a und die Konfigurierungsdaten 3b auf dem EEPROM 2 durch die MD4-Signatur 5 abgesichert sind, kann die Datenintegrität auf sehr hohem Sicherheitsniveau gemäß der Sicherheitsanforderungsstufe SIL 4 nach CENELEC überwacht werden.
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